Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 2

Chia sẻ: Asfj Asfhjk | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

115
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngoài ra, dầu thô cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ra các sản phẩm của ngành hóa dầu như dung môi, phân bón hóa học, nhựa, thuốc trừ sâu, nhựa đường... Khoảng 88% dầu thô dùng để sản xuất nhiên liệu, 12% còn lại dùng cho hóa dầu. Do dầu thô là nguồn năng lượng không tái tạo nên nhiều người lo ngại về khả năng cạn kiệt dầu trong một tương lai không xa.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 2

u1 = u2 = u0 1  C1 2 1 C2 H×nh 12 Tõ tam gi¸c vËn tèc trªn chóng ta thu ®îc W1 = C2 = Cz C1u = u0, C2 u = 0 VËy: U0 = C1u = Cz cotg1 mÆt kh¸c U0 = det . n0 , c©n b»ng hai ph¬ng tr×nh ta cã : Cz . cotg1 n0 =  det Q NÕu chóng ta thay c«ng thøc : Cz = A 0 c Qth Trong ®ã 0 lµ hiÖu suÊt thÓ tÝch cña tu«c bin: 0 = Q Qth -lµ lu lîng thùc tÕ truyÒn qua tuèc bin . Q - lµ lu lîng truyÒn xuèng tuèc bin khi cha bÞ mÊt m¸t qua c¸c khe hë gi÷a c¸c tÇng tuèc bin . Ac - lµ diÖn tÝch thùc cña r·nh tho¸t níc : Ac = A’c H = det . h . h. Vµ nÕu chóng ta thay Ac vµo c«ng thøc trªn ®©y ta thu ®îc: c0tg . Q n0 = h.(det)2.h 0 k Q M M0 = 2 f = 2 2g . det2 nkt; (nkt = 2n0) Tõ c«ng thøc : c0tg  2  Q2 M0 = k . 2g h .h 0 c Trong ®ã c lµ hiÖu suÊt c¬ häc cña tuèc bin, do mÊt n¨ng lîng ë c¸c ®Üa tuèc bin vµ æ tùa. C«ng suÊt cùc ®¹i cña tuèc bin. 154
1 cotg 2 )  . .Q3. N0 = M0 0 = det. n0M0 = k. g ( h.det.h 0 c 1  cotg 2  0.c.Q3.  N0 = k.g.   h..det.h Tõ c«ng thøc: N0 Pt = t.Q 1  cotg 2 20 . Q2 Pt = k. g.   h..det.h th  Trong ®ã: th - HiÖu suÊt thuû lùc t - HiÖu suÊt tuèc bin. t = 0.c.th C¸c hÖ sè cña tuèc bin. 1  cotg 2 20 k.cotg .  ; vµ Ap = k. g.  An =  h.(det)2.h 0  h..det.h th k.cotg 2 . .  AM = 2ghh 0 c 1  cotg 2 20 AN = k. g.    h..det.h th C¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña tuèc bin sÏ lµ: n0 = An.Q M0 = AM. Q2 N0 = AN. Q3 Pt = AP. Q2 KÕt luËn: Muèn t¨ng c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña tuèc bin: CÇn t¨ng k Sè tÇng cña tuèc bin, t¨ng lu lîng b¬m Q. Khi t¨ng Q m«men vµ ¸p suÊt sÏ t¨ng theo b×nh ph¬ng vµ c«ng suÊt Q t¨ng theo lËp ph¬ng. §3: X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè chÕ ®é khoan c¬ häc tèi u trong trêng hîp bá qua sù tæn thÊt n¨ng lîng ë æ tùa chÝnh. M«men ë choßng khoan ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc: Mc = G.Mr 155
G - T¶i träng ®¸y ®Æt lªn choßng. Mr - M« men riªng biÓu diÔn sù t¨ng m«men ë choßng khi t¶i träng t¨ng 1 ®¬n vÞ (Mr = 515KG.m/tÊn). NÕu chóng ta bá qua sù tæn thÊt n¨ng lîng ë æ tùa chÝnh th× toµn bé c«ng suÊt cña tuèc bin sÏ cung cÊp cho choßng ph¸ ®¸ n Nt = Nc  2n.Mf (1- n ) = 2nG.Mr kt M n Chóng ta rót ra G = Mf (1 - n ) r kt Chóng ta còng cã thÓ vÏ ®îc sù biÕn thiªn cña G = G(n) T¹i ®iÓm n = 0 G cã gi¸ trÞ cùc ®¹i G Gmax G0 n0 n nkt H×nh 13 G = Gmax t¶i träng h·m tuèc bin: M Gmax = Mf r n C«ng thøc G = Gmax(1 - n ) kt G=0 T¹i ®iÓm n = nkt V× vËy ta vÏ ®îc ®å thÞ biÕn thiªn G = G(n) nh trªn Sè vßng quay tèi u ®· x¸c ®Þnh : n0 = nkt 2 NÕu chóng ta thay n0 vµo c«ng thøc tÝnh G A kQ2 Gmax Mf M chóng ta cã G0 = 2 = 2M = M0 = mM r r r AmkQ2 G0= M r 156
NÕu chóng ta biÓu diÔn ph¬ng tr×nh G0= f (Mr) víi c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau cña Q ta sÏ cã ®å thÞ sau: G0 Q1 > Q2 > Q3 Q1 G1 Q2 G2 Q3 G3 Mr Mr H×nh 14 KÕt luËn : víi mét Mr x¸c ®Þnh nÕu chóng ta t¨ng lu lîng th× t¶i träng ®Æt lªn choßng còng sÏ t¨ng lªn. 5.4.3. C¸c th«ng sè cña tuèc bin ë chÕ ®é ®éng häc gièng nhau NÕu nh hai tuèc bin cã cïng lo¹i tam gi¸c vËn tèc ë ®êng kÝnh lý thuyÕt t¬ng øng víi c«ng suÊt cùc ®¹i. Chóng ta nãi r»ng nh÷ng tuèc bin nµy ho¹t ®éng trong chÕ ®é ®éng häc t¬ng tù. C¸c hÖ sè An ,Am , AN , AP gièng nhau. Chóng ta cã c¸c biÓu thøc sau ®©y: n01 Q1 n02 = Q2 M01 k1 1 Q1 2 M02 = k2 .2.(Q2) N01 k1 1 Q1 3 N02 = k2 .2.(Q2) Pt1 k1 1 Q1 2 Pt2 = k2 .2.(Q2) TÇm quan träng cña c¸c biÓu thøc trªn ®©y lµ trong trêng hîp chóng ta biÕt th«ng sè ho¹t ®éng cña tuèc bin (víi cïng mét sè tÇng K1 , Q1, 1) th× chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh th«ng sè cho cïng tuèc bin Êy hay mét tuèc bin kh¸c cïng seri víi ®iÒu kiÖn kh¸c (K2, Q2 , 2). - ¶nh hëng cña lu lîng Q ®Õn c¸c th«ng sè lµm viÖc cña tuèc bin tõ c«ng thøc trªn chóng ta cã thÓ rót ra cho mét tuèc bin: 157
n01 Q1 n02 = Q2 M01 Q1 2 M02 = (Q2) N01 Q1 3 N02 = (Q2) Pt1 Q1 2 Pt2 =(Q2) KÕt luËn: §èi víi cïng mét tuèc bin, nÕu ta t¨ng Q lªn hai lÇn, sè vßng quay t¨ng lªn hai lÇn, momen vµ ¸p suÊt t¨ng lªn bèn lÇn vµ c«ng suÊt t¨ng lªn t¸m lÇn . 5.5. Liªn quan gi÷a c¸c th«ng sè cÊu tróc vµ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña tuèc bin khoan. Mét trong nh÷ng tiªu chuÈn ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng ho¹t ®éng cña tuèc bin khoan lµ hÖ sè ®éng häc C. HÖ sè nµy lµ tû sè gi÷a momen vµ sè vßng quay trong chÕ ®é lµm viÖc tèi u víi c«ng suÊt lín nhÊt: M C = n0 0 NÕu chia c«ng thøc M0 cho n0 ta ®îc:  C = 2g.d2et.k..Q HÖ sè C cµng lín th× tuèc bin cµng tèt, cµng phï hîp víi qu¸ tr×nh khoan. Tøc lµ sè vßng quay cµng bÐ vµ momen cµng ph¶i lín. - Theo c«ng thøc trªn, muèn t¨ng C cÇn ph¶i t¨ng det . Nhng det giíi h¹n bëi ®ßng kÝnh giÕng khoan. Trong khi chän tuèc bin chóng ta chän ®êng kÝnh tuèc bin lín nhÊt cho phÐp vµ tr¸nh kÑt cè, b¶o ®¶m lu th«ng dung dÞch bªn ngoµi tuèc bin vµ thµnh lç khoan. - T¨ng K tøc lµ t¨ng sè tÇng tuèc bin lªn th× C t¨ng lªn. Trong thùc tÕ ph¬ng ¸n nµy sö dông rÊt nhiÒu. - T¨ng Q dÉn ®Õn t¨ng C, nhng Q giíi h¹n bëi ®iÒu kiÖn khoan. Trong trêng hîp hai tuèc bin cã cïng seri, th«ng sè ho¹t ®éng cña nã sÏ phô thuéc vµo K vµ vµo Q. 158
Díi ®©y sÏ tr×nh bµy hai trêng hîp ph¶n ¸nh u ®iÓm trong viÖc dïng tuèc bin cã sè tÇng k lín. a) NÕu nh hai tuèc bin cã cïng seri, nhng cã sè tÇng k 1vµ k2 kh¸c nhau. Vµ hai tuèc bin còng cÇn ph¶i b¶o ®¶m cïng momen quay b»ng nhau. M01 = M02 M01 k1Q21 Q1 k1 M02 = k2Q22 Q2 =  k2 n01 Q1 k1 n02 = Q2 = k2 N01 k1Q31 k1 N02 = k2Q32 = k2 k1Q21 Pt1 Pt2 = k2Q22 = 1 Chóng ta xem r»ng mét tuèc bin ®¬n cã sè tÇng lµ k® vµ mét tuèc bin nèi cã sè tÇng lµ kn : kn= 2 k®. ë tuèc bin nèi sÏ thu ®îc c¸c th«ng sè sau ®©y: Mo® = Mon ,Qn = 0,7Q® ,n0n = 0,7no® Non = 0,7 N0® , Ptn =Po® Trong trêng hîp muèn thu ®îc cïng momen, ë tuèc bin nèi Q, N, n thu ®îc kho¶ng 70% ë tuèc bin ®¬n. Gi¶m Q vµ n lµ mét ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho c«ng t¸c khoan. Gi¶m Q ®a ®Õn gi¶m ¸p suÊt ë hÖ thèng tuÇn hoµn, dÉn ®Õn gi¶m ¸p suÊt ë b¬m mµ vÉn gi÷ ®îc momen quay, nhÊt lµ ë nh÷ng giÕng khoan cã chiÒu s©u lín. b) Hai tuèc bin cïng seri nÕu cã cïng c«ng suÊt. N01= N02. 3k Q1 2 Q2 = k1 n01 3 k2 n02 = k1 M01 k1Q21 3 k1 M02 =k2Q22 = k2 159
Pt1 k1Q21 3 k1 Pt2 = k2Q22 = k2 Trong ®iÒu kiÖn mét tuèc bin nèi kn= 2k® : N0n= No® , Qn =0,795 Q® , non = 0,795 no® M0n=1,26 M0® , Ptn= 1,26 Pt® . KÕt luËn: C¸c kÕt qu¶ trªn cho ta thÊy r»ng , hai tuèc bin cã cïng mét c«ng suÊt. ë tuèc bin nèi sö dông mét lu lîng Q víi 20% bÐ h¬n tuèc bin ®¬n. Momen lín h¬n 20%, sè vßng quay gi¶m 20%. 5.6. T¶i träng däc t¸c dông xuèng æ tùa chÝnh cña tuèc bin khoan ë æ tùa chÝnh cña tuèc bin t¸c dông mét lùc däc tæng hîp F0 bao gåm: - GH : Lùc thuû lùc do tæn thÊt ¸p lùc ë æ tùa chÝnh ë ®Üa r«to vµ choßng khoan, híng t¸c dông tõ trªn xuèng - Gq : Träng lîng cña phÇn quay bao gåm trôc tuèc bin, ®Üa r«to, choßng khoan híng t¸c dông cña Gq lµ tõ trªn xuèng.  - Ph¶n t¶i ®¸y G, híng t¸c dông tõ díi lªn trªn  chóng ta cã thÓ viÕt ®îc c«ng thøc: F0 = (G'th + Gq - G) NÕu G'th + Gq>G th× F0 cã híng tõ trªn xuèng  G'th + Gq
F0 = Gth - G Díi t¸c dông cña t¶i träng chiÒu trôc ë æ tùa chÝnh, do ma s¸t gi÷a c¸c ®Üa ®øng yªn vµ di ®éng cña æ tùa, t¹i ®©y sÏ sinh ra mét momen c¶n vµ gi¸ trÞ cña nã ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: M« = r« F« = r« |Gth - G| « - hÖ sè ma s¸t ë æ tùa Trong ®ã: r« - b¸n kÝnh ma s¸t ë æ tùa C¸c ®Üa ®øng yªn vµ c¸c ®Üa di ®éng cña æ tùa r¨ng lîc trong khi quay chóng trît trªn mÆt h×nh vµnh xuyÕn. §êng kÝnh trung b×nh ma s¸t cña mÆt nµy ®ù¬c x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: 2 r3n-r3t  r«= 3 r2 -r2   n t Trong ®ã: . rn , rt - b¸n kÝnh trong vµ ngoµi cña bÒ mÆt ma s¸t. Nh÷ng nghiªn cøu thÝ nghiÖm ®· chØ ra r»ng, hÖ sè ma s¸t, « trong æ ®Üa kh«ng ph¶i lµ mét h»ng sè. Gi¸ trÞ cña nã phô thuéc vµo t¶i träng riªng: F« Pr = phô thuéc sè vßng quay, chÊt lîng dung dÞch, phô thuéc .Atx vµo bÒ mÆt ma s¸t.  n1 < n2 < n3 < n4 0 P KG/cm2 h×nh 15 Sù thay ®æi cña  so víi p t¶i träng riªng ®îc biÓu thÞ ë ®å thÞ trªn, trong ®iÒu kiÖn dung dÞch khoan vµ níc. Trªn ®å thÞ chóng ta nhËn thÊy r¨ng khi khoan b»ng dung dÞch sÐt víi mét t¶i träng riªng kh«ng ®æi th×  sÏ gi¶m dÇn khi p t¨ng lªn. Víi mét sè vßng quay kh«ng ®æi th× ta nhËn thÊy r»ng  sÏ 161
gi¶m ®i khi p t¨ng lªn ®Õn mét giíi h¹n nµo ®ã p tiÕp tôc t¨ng th×  còng cã chiÒu híng t¨ng lªn. Vµ giíi h¹n nµy còng kh¸c nhau víi sè vßng quay kh¸c nhau. Víi n cµng lín th× giíi h¹n nµy sinh ra ë t¶i träng riªng cµng lín. Chóng ta cã thÓ gi¶i thÝch hiÖn tîng nµy nh sau: Khi t¶i träng riªng t¬ng ®èi nhá, th× ë trong c¸c mÆt tiÕp xóc thÓ hiÖn mét chÕ ®é ma s¸t láng nh vËy hÖ sè ma s¸t sÏ tû lÖ nghÞch víi t¶i träng riªng. BÒ mÆt gå ghÒ cña cao su sÏ gi¶m ®i khi t¶i träng riªng t¨ng lªn vµ hÖ sè ma s¸t sÏ gi¶m ®i. Trong thêi ®iÓm trong ®ã t¶i träng riªng t¨ng lªn do t¨ng t¶i träng ë æ tùa vµ trªn bÒ mÆt ma s¸t sÏ xuÊt hiÖn nh÷ng ph©n tö r¾n chøa trong dung dÞch khoan vµ chÕ ®é ma s¸t ë ®©y sÏ chuyÓn sang nöa láng vµ nöa r¾n. Do ®ã hÖ sè  sÏ t¨ng lªn . HÖ sè ma s¸t lín nhÊt khi n = 0, hÖ sè ma s¸t cµng lín khi trong dung dÞch chøa hµm lîng r¾n cµng nhiÒu, nhÊt lµ ë dung dÞch lµm nÆng vµ c¸c chÊt cã ®é mµi mßn lín trong dung dÞch. 5.7.- §Æc tÝnh lµm viÖc tæng hîp cña tuèc bin. §Æc tÝnh lµm viÖc cña tuèc bin cßn gäi lµ ®Æc tÝnh ngoµi biÓu diÔn sù biÕn thiªn c¸c th«ng sè lµm viÖc cña tuèc bin, M , N, t ,Pt theo sè vßng quay trong ®iÒu kiÖn Q kh«ng ®æi. §Æc tÝnh tæng hîp kh¸c víi ®Æc tÝnh trong cña tuèc bin lµ cã ®Ò cËp ®Õn sù mÊt m¸t cña c«ng suÊt ë æ tùa chÝnh, n¨ng lîng tiªu thô ë choßng. M - m«men do tuèc bin sinh ra b»ng tæng m«men tiªu thô ë choßng vµ ë æ tùa chÝnh. Mt= M«+ Me M« men tiªu thô ë choßng b»ng Me = G.Mr Mr: momen riªng ph¸ ®¸ . Momen ë tuèc bin sÏ lµ: Mt =  r«|Gth - G| + GMr Víi môc ®Ých nghiªn cøu dÔ dµng ®Æc tÝnh ngoµi cña tuèc bin khoan chóng ta coi  = const. §Ó x¸c ®Þnh biÕn thiªn cña momen ë choßng khoan vµ ë æ tùa chÝnh theo sè vßng quay n, chóng ta cÇn nghiªn cøu mÊy t×nh huèng cña tuèc bin trong qu¸ tr×nh lµm viÖc 162
1. Tuèc bin quay ë bªn trªn ®¸y lç khoan (kh«ng chÞu t¶i ) Trong trêng hîp nµy G1 = 0 MC1 = 0 Mt1= M«1 =  r«. Gth Sè vßng quay cña tuèc bin trong trêng hîp nµy gäi lµ sè vßng quay khëi ®éng nk®. Do momen c¶m kh¸ng ë æ tùa chÝnh. nk® < nkt . 2. Choßng khoan lµm viÖc ë ®¸y víi t¶i träng choßng nhÑ h¬n t¶i träng thuû lùc G2< Gth ta cã: Mc2= G2Mr M«2 = r«(Gth - G2). Mt2= r«(Gth- G2) + G2Mr n2 ne® 3. T¶i träng choßng b»ng t¶i träng thuû lùc: G3 = Gth M«3=0 ,Mc3=Gth.Mr Mt3= Mc3= GthMr n3= nth sè vßng quay thuû lùc. 4) Choßng khoan lµm viÖc víi t¶i träng choßng lín h¬n t¶i träng thuû lùc G4> Gth. Momen ë choßng sÏ lµ: Mc4= G4. Mr. M«4 =  r« (G4- Gth) Momen ë tuèc bin sÏ lµ: Mt4= G4Mr + r«(G4- Gth) Bëi v× Mt4 >Mt3 do ®ã n4 r« th× sÏ x¶y ra Mt3 > Mt1 th× Nth < nk®. Trêng hîp Mr < r« th× sÏ x¶y ra ngîc l¹i. Chóng ta vÏ ®å thÞ biÕn thiªn M = f(n) trong trêng hîp Mr > r« M 4 3 2 1 nth nk® nkt 0 n H×nh 16 163
Trong kho¶ng 2 : 0
MrG nth= nkt (1 - M th ) f ë ph¬ng tr×nh Mc nÕu chóng ta bá qua tæn thÊt ë æ tùa chÝnh th× ®Æc tÝnh ngoµi sÏ biÕn thµnh ®Æc tÝnh trong: n Mc= Mf(1 - n ) k® b) Nghiªn cøu sù biÕn thiªn cña c«ng suÊt theo sè vßng quay. C«ng suÊt cña tuèc bin ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc: N = .M = 2n.M 2 . n.Mr n [Mf (1- n  r«Gthm ] Nc = Mr  r« kt n2 2 Mr [ Mf(n -n )  Mr«Gthm] Nc = Mr  r« kt Tiªu hao c«ng suÊt ë æ tùa chÝnh ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc sau : N«= Nt - Nc BiÓu diÔn b»ng ®å thÞ biÕn thiªn gi÷a c«ng suÊt cña tuèc bin, choßng khoan vµ æ tùa trong trêng hîp Mr >r« n Nt Nc N« 1 n n«c nth nk® nkt n o H×nh 17 5.8. Quan hÖ gi÷a tuèc bin, hÖ thèng tuÇn hoµn vµ thiÕt bÞ b¬m. Trong khoan tuèc bin , c¸c th«ng sè lµm viÖc cña nã phô thuéc nhiÒu nhÊt lµ liÒu lîng dung dÞch, vµo kh¶ n¨ng thiÕt bÞ b¬m vµ hÖ thèng tuÇn hoµn cña dung dÞch. 165
5.8.1. T¹o c«ng suÊt thuû lùc cùc ®¹i cho tuèc bin khoan. Trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt ë b¬m kh«ng ®æi Pb= const NÕu chóng ta t¨ng lîng Q qu¸ lín th× tæn thÊt ¸p lùc ë hÖ thèng tuÇn hoµn sÏ t¨ng lªn vµ ¸p suÊt cung cÊp cho tu«c bin sÏ gi¶m ®i. Ngîc l¹i nÕu chóng ta gi¶m Q qu¸ bÐ th× tæn thÊt ¸p suÊt ë hÖ thèng tuÇn hoµn còng bÐ vµ ¸p suÊt cung cÊp cho tuèc bin còng h¹n chÕ. Nh vËy ph¶i tån t¹i mét Qotèi u, t¹i ®ã c«ng suÊt thuû lùc cung cÊp cho tuèc bin cã gi¸ trÞ lín nhÊt . C«ng suÊt cung cÊp cho tuèc bin ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc : Nct= N0 - Nth= Pb. Q - Pth. Q . (1) Tæn thÊt thñy lùc trong hÖ thèng tuÇn hoµn ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc . P th- (B . L + A )  Q 2 (2) Trong ®ã B lµ hÖ sè tæn thÊt lùc phô thuéc vµo chiÒu dµi cÇn khoan. a B = Qtc + ®n + avx + apt. l A. lµ hÖ sè tæn thÊt thuû lùc kh«ng phô thuéc vµo chiÒu dµi cÇn : A = Qbm + Q cn lcn+ ac C«ng thøc Nct chóng ta cã thÓ viÕt díi d¹ng: Nct= Pb. Q - (BL + A)  Q3 (3) NÕu nh chóng ta biÓu diÔn ph¬ng tr×nh trªn díi d¹ng ®å thÞ. Nct Q Qmax Q0 Víi QQ0th× Nct
Pb Q0 = (5) 3(B.L + A) ¸p suÊt ë tuèc bin sÏ lµ; Pb 2 Pct0= Pb- (B. L +A )  Q20= Pb- (B. L + A)  = 3 Pb. 3(B. L + A ) 2 Pct0= 3 Pb. (6) 2 Nct= 3 Nb. (7) §Ó tËn dông hÕt kh¶ n¨ng cña b¬m th× ¸p suÊt tiªu thô thùc tÕ ë tuèc bin Pt ph¶i b»ng ¸p suÊt cung cÊp cho tuèc bin Pc. Cã nghÜa lµ ¸p suÊt do b¬m cung cÊp ph¶i tiªu thô hoµn toµn ë tuèc bin Pt0= Pct0 2 Pb 2 Ap k0 .  Q2= Pcto = 3 PbApKo  . = 3 Pb. 3 (B.L + A ) B. L + Ac k0 = (8) Ap V× vÇy ®Ó tiªu thô c«ng suÊt mµ b¬m cung cÊp cho tu«c bin th× tuèc bin ph¶i cã sè tÇng lµ k0. Th«ng thêng chóng ta khoan c¸c tuèc bin víi sè tÇng ®· ®îc chÕ t¹o s½n . 2 V× thÕ chiÒu s©u cã thÓ khoan trong ®iÒu kiÖn Pt = 3 Pb. Tõ c«ng thøc trªn chóng ta thu ®îc. k0Ap B. L + A = 2 ko . Ap-2A L= (9) 2B Chóng ta h·y biÓu diÔn ph¬ng tr×nh (5) vµ (8). tøc lµ Q0= f(L) vµ ko= f(L). chóng ta sÏ thu ®îc ®å thÞ sau: 167
Q o,Ko Ko=f(L) Qo=f(L) H×nh19 Tõ ®å thÞ trªn chóng ta ®i ®Õn kÕt luËn. - ChiÒu s©u cña lç khoan cµng lín th× sè tÇng tuèc bin ph¶i t¨ng vµ lu lîng cña tuèc bin cÇn ph¶i gi¶m xuèng. Chóng ta cã thÓ tÝnh ®îc gi¸ trÞ c«ng suÊt thñy lùc tiªu thô ë tuèc bin . Pb 2 Nct0= Pct0. Q0= 3 Pb 3 (B. L + A) Pb 2 Nct0 = 3 (10) 3 (B. L +A ) ë biÓu thøc trªn chóng ta nhËn thÊy r»ng : muèn t¨ng Nt0 cã hai c¸ch: 1 - T¨ng Pb tøc lµ t¨ng ¸p suÊt lµm viÖc cña b¬m. 2 - Gi¶m A vµ B tøc lµ sö dông cÇn khoan víi ®êng kÝnh lín, ®é dµy thµnh bÐ, ®Çu nèi réng. Ph¬ng ph¸p h÷u hiÖu nhÊt ®Ó t¨ng Nt0vÉn lµ t¨ng ¸p suÊt m¸y b¬m. 5.8.2. T¹o momen quay cùc ®¹i cho tuèc bin. 5.8.2.1. Trêng hîpPb = const. Trong trêng hîp khoan ë nh÷ng giÕng khoan cã chiÒu s©u lín, nhÊt lµ trong ®iÒu kiÖn c¸c tÇng ®Êt ®¸ gi÷a. §Ó ®¹t ®îc hiÖu qu¶ cao trong khoan tuèc bin, cÇn thiÕt ph¶i b¶o ®¶m momen quay ë choßng khoan cã gi¸ trÞ lín. Chóng ta gi¶ thiÕt r»ng ¸p suÊt lµm viÖc ë b¬m kh«ng ®æi, tøc lµ ë mét thêi ®iÓm nµo ®ã cña qu¸ tr×nh khoan. Pb = const . Chóng ta sÏ x¸c ®Þnh mét gi¸ trÞ cña lu lîng Q0 mµ ë ®ã chóng sÏ cung cÊp cho tuèc bin momen quay lín nhÊt Mct0cã nghÜa lµ chóng ta sÏ x¸c ®Þnh mét gi¸ trÞ cña lu lîng Q0 mµ ë ®ã chóng sÏ cung cÊp cho tuèc bin momen quay cùc ®¹i. Nh chóng ta ®· biÕt ë phÇn trªn, ë chÕ ®é c«ng suÊt cùc ®¹i cña tuèc bin, thµnh phÇn vËn tèc: C1u = u vµ C2u= 0 (11). 168